Spiralkjøler og termodynamikk

[IvarV]

Heisann,

Jeg har startet planleggingen av et kompaktbryggeri (LABB, opptil 50L vørter) og har møtt veggen på et tema jeg vil tro erfarne bryggere her kan hjelpe meg med. Hvordan kjøles vørteren raskest mulig ned etter kok? Jeg har avskrevet motstrøms- og platekjøler. Sikter på å sirkulere vørteren i karet rundt en spiralkjøler og når denne skal designes kommer mine fysikk og termodynamikkunskaper til kort. Har prøvd å søke meg frem her og googlet litt uten hell. Pris og tilgjengelighet gjør at jeg tenker å bygge kjøleren i biltemas 8 mm drivstoffrør.

Først og fremst lurer jeg egentlig på om noen har erfaringer med disse til kjøling? Blir vannet for varmt til å ha kjøleeffekt på slutten av sløyfen hvis jeg lager en enkelt spiral av 10 meter? Er det bedre med to parallelle på fem meter (eller 3 på 3,3m)

Hvis noen har god peil på emnet hadde det også vært interessant å vite:
-Hvordan regner man ut varmeutvesklingen i en slik spiral for å oppnå maks effekt uten å sløse kobber?

 

[Larzan]

Jeg skal forsøke meg på et lite svar selv om det er en stund siden jeg regnet på materialers permeabilitet.
Vørteren kjøles raskest mulig ned ved å ha størst mulig overflate mot kaldes mulig materiale med så høy permeabilitet (varmeledningsevne) som mulig. Side kobber er det av materialene tilgjengelig med høyest evne til å lede varme vil du få en effektiv nedkjøling med dette. Spiralkjøler har stor overflate ift volum, så når du setter på et normalt vanntrykk vil kaldtvann hurtig ledes gjennom kjølere på godt over 10 meter. Jeg har en på 15meter, og den kjøler ned min vørtermengde på 50 liter på ganske kort tid (har ikke tatt tiden ennå).
Tre kobberkjølere på 3,3 meter vil gi raskere nedkjøling enn en kjøler på 10 meter, gitt at du har samme vanngjennomstrømning i hver av de tre små kjølerne som du har i den store.

 

[IvarV]

Ja, tenkte også det. Turbulens spiller vel også inn her? Lav gjennomstrømning vil føre til laminær 'flow' og mindre effektiv varmeutveksling?

15 meter med hvilken diameter? Målt temperatur ut, evt ca?

 

[katla]

Utan at eg akkurat er så veldig bevandra i termodynamikk har eg tidligare gjort nokre testar av kjølarar og resultatet viser relativt klart at det er betre med fleire korte kjølarar enn ein lang.   
Eg har også testa koppar mot rustfritt. 

Kopparrør ein brukar er ofte lit tjukkvegga medan rustfrie rør ofte er særs tynnvegga. Når ein samanliknar desse vil koppar koma best ut - men rustfrie rør ligg ikkje særleg langt etter. 

Her er ei lenkje til testane eg gjorde i vår:
http://norbrygg.no/forum/index.php/topic,9626.0/all.html

 

[IvarV]

Takk for link, og god jobb som kjøleforsker Katla! Det svarer ganske godt på spørsmålene mine, nok til at jeg legger hodebryet med å regne det ut på hylla inntil videre. 

 

[Frode_jo]

Jeg har kjøpt et slikt 10-meters kopperrør fra Biltema. Kappet det i to og viklet begge rørene parallelt rundt ei bøtte. Koplet de slik at vannet går i hver sin retning - vet ikke om det gjorde noe til eller fra. Vannet som kommer ut er iskaldt. Kjøler 25 liter ned til 20 grader på ca. 20 minutter. Skulle jeg ha kjølt større menger vørter ville jeg laget den på samme måten, men bare med to 10-meters rør i stedet.

 

[TorRH]

Bygg deg en motstrømskjøler(?)!

http://www.youtube.com/watch?v=8LIkr30LqgM&feature=youtube_gdata_player

Edit: Leste akkurat at du hadde avskrevet en slik

 

[Oddvar Demmo]

Jeg har kjøpt et slikt 10-meters kopperrør fra Biltema. Kappet det i to og viklet begge rørene parallelt rundt ei bøtte. Koplet de slik at vannet går i hver sin retning - vet ikke om det gjorde noe til eller fra. Vannet som kommer ut er iskaldt. Kjøler 25 liter ned til 20 grader på ca. 20 minutter. Skulle jeg ha kjølt større menger vørter ville jeg laget den på samme måten, men bare med to 10-meters rør i stedet.

Da ken du ikke brukt omrøring, med den kjøleren tar du det dobbelte på halve tiden med 2-3 graders kjølevann.

 

[Frode_jo]

Nei, jeg rører litt nå og da når jeg går forbi. Kanskje et par-tre ganger. Pleier dere andre å røre mye under nedkjølingen?

 

[Larzan]

Jeg rører med kobberspiralen under hele avkjølingen, da slipper jeg å få lokalt kaldt vørter inntil kobberet som gir tregere nedkjøling.

 

[Oddvar Demmo]

Tilnærmet konstant omrøring, det gjør nok at tiden reduseres til 1/5

 

[Frode_jo]

Kanskje jeg får begynne å røre da. Har vært litt redd for oksydering av vørteren, men sjansen for det er vel liten om man rører forsiktig.

 

[Larzan]

Kanskje jeg får begynne å røre da. Har vært litt redd for oksydering av vørteren, men sjansen for det er vel liten om man rører forsiktig.

På dette tidspunktet er det bare bra med oksydering, du skal jo uansett filleriste vørteren med gjær etterpå.

 

[Frode_jo]

Nja, ikke når den er varm vel?

 

[IvarV]

Jeg tenker å få bevegelse av vørter rundt spiralen pumpe. Det vil hindre temperaturskille både i høyden og rundt kjølespiral. Samtidig håper jeg bunnfallet vil samle seg i senter, eller som vi sier på godt norsk; whirlpooling.

 

[BaardS]

Kanskje jeg får begynne å røre da. Har vært litt redd for oksydering av vørteren, men sjansen for det er vel liten om man rører forsiktig.

På dette tidspunktet er det bare bra med oksydering, du skal jo uansett filleriste vørteren med gjær etterpå.

Nja, ikke når den er varm vel?

Kan ikke se at temperatur spiller noen rolle her?

Ferdig kokt vørter har (for) lavt innhold av oksygen, og ved gjæringens start ønsker vi "mye" oksygen i vørteren for å få en god gjæring. Jeg tror ikke omrøring bidrar særlig, og så vidt jeg husker er vel 8ppm det maksimale man kan "riste" seg til. Skal man få høyere innhold må man bruke andre metoder, som f.eks. ren oksygen med brusestein.

 

[Per Arne]

Kanskje jeg får begynne å røre da. Har vært litt redd for oksydering av vørteren, men sjansen for det er vel liten om man rører forsiktig.

På dette tidspunktet er det bare bra med oksydering, du skal jo uansett filleriste vørteren med gjær etterpå.

Nja, ikke når den er varm vel?

Kan ikke se at temperatur spiller noen rolle her?

Ferdig kokt vørter har (for) lavt innhold av oksygen, og ved gjæringens start ønsker vi "mye" oksygen i vørteren for å få en god gjæring. Jeg tror ikke omrøring bidrar særlig, og så vidt jeg husker er vel 8ppm det maksimale man kan "riste" seg til. Skal man få høyere innhold må man bruke andre metoder, som f.eks. ren oksygen med brusestein.

I boken "Moderne hjemmebrygging", og i innlegg her på forumet (fant ikke noen link akkurat nå) advares det mot å plaske for mye i varm vørter. Oksidering av varm vørter er like ille som oksidering av ferdig gjæret øl står det i "Moderne hjemmebrygging". Ikke spør meg hvorfor.
Jeg bruker å røre forsiktig til vørteren er under 30 °C.

 

[BaardS]

Ønsker å lære mer!!

Men tror det de fokuserer på er faren for infeksjoner med "Utagerende livlig plasking i varm vørter", ikke oksydering ved røring i kjøleprosessen.

MEN jeg er nok en av de (få?) som opp til flere ganger har måttet innrømme at jeg har tatt feil  ;D

EDIT: Jeg gjør det samme som deg Per Arne, men det plager meg alltid litt når jeg ikke kan forklare hvorfor... sikkert bare SÆR Bergenser 

 

[Per Arne]

MEN jeg er nok en av de (få?) som opp til flere ganger har måttet innrømme at jeg har tatt feil  ;D

Du er nok ikke alene om det.  :roedme2:

Men det står i "Moderne hjemmebrygging": " Oksidering av varm vørter (og øl som er ferdig eller under gjæring for den del) kan som nevnt gi bismak på ølet"  Side 73

 

[BaardS]

Jeg håper du ikke tror jeg betviler din kunnskap eller dine referanser Per Arne?! Da ber jeg i så fall om unnskyldning.

Det jeg er på jakt etter er "sannheten". Forfatterne av "moderne Hjemmebrygging" (som var min hovedkilde til info omkring All Grain brygging sammen med dette forum) er utvilsomt meget kunnskapsrike, men jeg synes ikke alt er like bra. Rådene kan være gode, men forklaringen om hvorfor synes jeg personlig til tider kan være litt så som så...